2018年秋高中化學(xué) 第四章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用 4.1.1 金屬礦物的開發(fā)利用課件 新人教版必修2.ppt

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1、第四章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用,第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源,第1課時金屬礦物的開發(fā)利用,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,一、金屬在自然界的存在形態(tài) 二、金屬的冶煉 1.熱分解法 適用于不活潑金屬的冶煉。請寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。,,,,,,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,2.電解法 適用于非?；顫娊饘俚囊睙?。請補全下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。,,,,,,,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,3.高溫還原法 適用于大多數(shù)中等活潑金屬的冶煉,常用的還原劑有C、CO、H2等。請寫出下列冶煉金屬的化學(xué)方程式(下同)。,,,,,,,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,三、有效利用金屬資源的途徑 1.提高金屬礦物的

2、利用率。 2.減少金屬的使用量。 3.加強金屬資源的回收和再利用。 4.使用其他材料代替金屬材料。,,,,,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,為什么不同的金屬采取不同的冶煉方法? 思考提示:金屬的冶煉過程,實質(zhì)上是金屬化合物還原為金屬單質(zhì)的過程,由于金屬單質(zhì)的還原性不同,所以采取的方法也不同。,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,1.判斷下列說法是否正確。正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)在自然界中金屬都以化合態(tài)存在。 () (2)金屬冶煉過程中,金屬化合物得到電子發(fā)生氧化反應(yīng)。 () (3)鋁熱劑是純凈物。 () (4)鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 () 解析:(1)部分活動性差的金屬在自然界中以游離態(tài)存在

3、,如金。 (2)金屬冶煉過程中,金屬元素得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 (3)鋁熱劑是鋁和金屬氧化物的混合物。 (4)鋁熱反應(yīng)放出大量的熱。 答案:(1)(2)(3)(4),閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,2.想一想,連一連。 金屬冶煉方法 (1)Na、MgA.熱分解法 (2)Fe、CuB.高溫還原法 (3)Hg、AgC.電解法 答案:(1)C (2)B (3)A,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,知識內(nèi)容探究 1.根據(jù)金屬冶煉的方法討論,金屬冶煉的實質(zhì)是什么? 探究提示:金屬冶煉的實質(zhì)是金屬離子得到電子被還原為金屬單質(zhì)的過程,Mn++ne- M。 2.在金屬中,鋁元素在地殼中的含量居第一位,為什么鋁的發(fā)現(xiàn)和使用比

4、銅和鐵要晚得多? 探究提示:金屬的發(fā)現(xiàn)和使用與金屬的活動性密切相關(guān),金屬活動性越強,其相應(yīng)的金屬陽離子得電子的能力越弱,冶煉難度越大。鋁是一種活動性較強的金屬,用一般的還原劑很難將其還原,工業(yè)上采用最強有力的氧化還原手段電解法進行冶煉,而銅和鐵用一般的還原劑就可以達到目的,所以鋁的發(fā)現(xiàn)和使用比銅和鐵要晚得多。,重點考向探究 考向1金屬的冶煉方法 【典例1】下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是() 解析:活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等用電解法冶煉,中等活潑金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用熱還原法冶煉,不活潑金屬Hg、Ag利用熱分解法冶煉,故A、B、D三項正確。C項錯誤,C項為火法

5、煉銅。 答案:C,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,規(guī)律方法點撥1.金屬冶煉方法的選擇 少數(shù)不活潑的金屬在自然界中以單質(zhì)形式存在,如金、鉑等。大部分金屬以化合態(tài)形式存在于自然界,金屬越不活潑,從其化合物中還原出來越容易,金屬越活潑,從其化合物中還原出來越困難。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,2.金屬活動性順序與金屬冶煉的關(guān)系,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,3.金屬冶煉的熱還原法 (1)熱還原法的分類。 (2)熱還原法的優(yōu)缺點。 用H2作還原劑時,生成產(chǎn)物H2O在高溫下以H2O(g)蒸發(fā)出去,使制得的金屬純度較高,但成本也較高。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,用C作還原劑冶煉得到的金屬往往混有焦炭

6、和碳化物,得不到純度較高的金屬。 用鋁熱反應(yīng)冶煉金屬,雖克服了被冶煉金屬及其氧化物熔點高、難冶煉的問題,但是成本較高。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,成功體驗1金屬材料在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,下列關(guān)于金屬的說法不正確的是() A.越活潑的金屬越難冶煉 B.合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同 C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子 D.工業(yè)上金屬Mg、Al都是用電解熔融的氯化物制得的 解析:金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子被還原成金屬原子,因此金屬越活潑,對應(yīng)金屬陽離子氧化性越弱,則金屬越難冶煉,A、C正確;合金要比各成分金屬的熔、沸點低,硬度大,B正確;因AlCl3為共價

7、化合物,其熔融態(tài)不導(dǎo)電,因此不能用電解AlCl3的方法來冶煉鋁,而通常用電解Al2O3的方法來冶煉鋁。 答案:D,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,知識內(nèi)容探究 鋁熱反應(yīng)的實驗裝置 1.鋁熱反應(yīng)實驗中鎂條與氯酸鉀的作用是什么? 探究提示:鎂條的作用是燃燒放出大量的熱引發(fā)KClO3分解,氯酸鉀的作用是供氧劑。 2.能否利用鋁熱反應(yīng)冶煉鎂? 探究提示:Mg的活動性強于Al,不能用Al還原MgO制得Mg。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,重點考向探究 考向2鋁熱反應(yīng)及其實驗 【典例2】用如圖所示的裝置做鋁熱反應(yīng)實驗,回答下列問題: (1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:, 在該反應(yīng)中,是氧化劑,是還原劑,該反應(yīng)稱為反應(yīng)。

8、,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,(2)選出該實驗的實驗現(xiàn)象:(填序號)。 鎂條劇烈燃燒放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的光芒,火星四射紙漏斗的下部被燒穿有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細沙上,液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w (3)寫出下列操作或物質(zhì)的作用: 內(nèi)層紙漏斗底部剪一個孔:;蒸發(fā)皿盛沙:;鎂條:;氯酸鉀:。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,解析:(1)鋁熱反應(yīng)為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,該反應(yīng)中Fe2O3作氧化劑,Al作還原劑。 (2)全為該鋁熱反應(yīng)的現(xiàn)象。 (3)鋁熱反應(yīng)實驗中為使熔融物易落下,通常在內(nèi)層紙漏斗底部剪一個孔;為防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿,蒸發(fā)皿內(nèi)盛沙子;反應(yīng)中鎂條提供熱量使氯酸鉀分解;氯酸鉀分

9、解引發(fā)鋁熱反應(yīng)。 答案:(1)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3Fe2O3Al 鋁熱(2)(3)使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿引起氯酸鉀分解引發(fā)鋁熱反應(yīng),探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,規(guī)律方法點撥1.鋁熱反應(yīng),探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,2.鋁熱反應(yīng)實驗,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,成功體驗2下列氧化物不能與鋁粉組成鋁熱劑的是() A.Cr2O3B.MnO2 C.Na2OD.V2O5 解析:鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是鋁置換活動性比它弱的金屬。 答案:C,1,2,3,4,1.已知一些金屬單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)與其金屬活動性存在著某種必然的聯(lián)系,請你推測:下列事件發(fā)生在鐵器時代之前的是() A.金屬鋁

10、的冶煉B.青銅器時代 C.金屬鉀的使用D.戴維發(fā)現(xiàn)金屬鈉 解析:金屬單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和使用與金屬活動性順序相反,即金屬越不活潑越易被還原成金屬單質(zhì),被發(fā)現(xiàn)和使用的越早,比鐵不活潑的金屬在四個選項中只有Cu,故選B。 答案:B,1,2,3,4,2.下列金屬一般用電解熔融鹽的方法冶煉的是() A.活動性強的金屬B.活動性弱的金屬 C.人類較早使用的金屬D.明代作貨幣的金屬 解析:金屬活動性強的金屬如Na、K、Mg、Ca等,一般用電解熔融鹽的方法冶煉。 答案:A,1,2,3,4,3.鋁能用于冶煉熔點高的金屬(如Cr、V、Mn等),這是因為鋁具有() A.兩性 B.導(dǎo)電性好 C.熔點低 D.還原性,在冶煉反應(yīng)中放出大量的熱量 解析:鋁在冶煉反應(yīng)中放出大量的熱量,利用這一特點可以用來還原一些熔點高的金屬,故該反應(yīng)也稱為鋁熱反應(yīng)。 答案:D,1,2,3,4,4.下列金屬冶煉的反應(yīng)原理,錯誤的是() 解析:KAl等活潑金屬不能用普通的還原劑把它們還原出來,一般采用的是電解熔融鹽或氧化物的方法冶煉。ZnCu等金屬可以用還原劑(如CO、H2、C等)高溫還原的方法冶煉,必要時再用其他方法(比如銅的精煉)進一步精煉。更不活潑的金屬由于它們的化合物更不穩(wěn)定,因此一般采用熱分解法冶煉。 答案:B,